JPH03177357A - チタン酸バリウム系半導体磁器の焼成方法 - Google Patents
チタン酸バリウム系半導体磁器の焼成方法Info
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- JPH03177357A JPH03177357A JP1318024A JP31802489A JPH03177357A JP H03177357 A JPH03177357 A JP H03177357A JP 1318024 A JP1318024 A JP 1318024A JP 31802489 A JP31802489 A JP 31802489A JP H03177357 A JPH03177357 A JP H03177357A
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- barium titanate
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は周囲温度によって抵抗値が変化するチタン酸バ
リウム系半導体磁器を用いて電流制御を行う温度補償用
、温度センサーとして利用されるチタン酸バリウム系半
導体磁器の焼成方法に関するものである。
リウム系半導体磁器を用いて電流制御を行う温度補償用
、温度センサーとして利用されるチタン酸バリウム系半
導体磁器の焼成方法に関するものである。
従来の技術
チタン酸バリウム系の正特性サーミスタは、チタン酸バ
リウムを主成分として半導体化にはＹ。
リウムを主成分として半導体化にはＹ。
Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｗなどの酸化物の１種
以上を微量含有させたもので、好適な温度で焼成すると
半導体化し、ある温度で抵抗が著しく増加（キュリー点
）する正の抵抗温度変化を示す特徴を有している。
以上を微量含有させたもので、好適な温度で焼成すると
半導体化し、ある温度で抵抗が著しく増加（キュリー点
）する正の抵抗温度変化を示す特徴を有している。
そして、チタン酸バリウムのキュリー点は、はぼ１２０
℃付近にある。このキュリー点は、チタン酸バリウム（
ＢａＴｉＯ３）の中のＢａ、Ｔｉの一部を置換すること
によって変化させることができる。例えば、キュリー点
を高い温度に移動させ°るためには、Ｂａの一部を鉛（
Ｐｂ）で置換することにより得られる。また、キュリー
点を低い温度に移動させるためには、Ｂａの一部をスト
ロンチウム（Ｓｒ）で、あるいはＴｆの一部をすず（Ｓ
ｎ）で置換することにより得られることが知られている
。
℃付近にある。このキュリー点は、チタン酸バリウム（
ＢａＴｉＯ３）の中のＢａ、Ｔｉの一部を置換すること
によって変化させることができる。例えば、キュリー点
を高い温度に移動させ°るためには、Ｂａの一部を鉛（
Ｐｂ）で置換することにより得られる。また、キュリー
点を低い温度に移動させるためには、Ｂａの一部をスト
ロンチウム（Ｓｒ）で、あるいはＴｆの一部をすず（Ｓ
ｎ）で置換することにより得られることが知られている
。
ところで、チタン酸バリウム系半導体磁器を製造するた
めには、通常１２００℃〜１４００℃の高温で焼成する
必要がある。しかしながら、温度補償用として用いられ
るチタン酸バリウム系半導体磁器は、キュリー点を低温
側にもツＢ ａｌ−ｘＳ ｒｘＴ ｉ ０３系あるいは
ＢａＴｉ１−ｘＳｒｘ○３系であり、チタン酸バリウム
系半導体磁器の温度特性において、キュリー点以上の温
度での抵抗値が直線的に増加する部分を利用して電流制
御を行っている。このため、温度補償用素子として要求
される特性として、常温（２５℃）抵抗値Ｒ２５と８０
℃での抵抗値Ｒａｏの比、即ちＲ８０／Ｒ２５の規格値
がある。そして、一般に焼成においては、最高温度から
冷却する速度が速いほど、Ｒ８０／Ｒ２５の値は小さく
なることが知られている。このようなチタン酸バリウム
系半導体磁器を焼成する場合、一般にアルミナ質（Ａ！
！ ２（ｈ）の焼成さやに酸化ジルコニウム（Ｚｒ０２
）の粉末を敷きつめ、その上に成形体を並べ、温度設定
のできる単炉あるいはトンネル炉で焼成を行っている。
めには、通常１２００℃〜１４００℃の高温で焼成する
必要がある。しかしながら、温度補償用として用いられ
るチタン酸バリウム系半導体磁器は、キュリー点を低温
側にもツＢ ａｌ−ｘＳ ｒｘＴ ｉ ０３系あるいは
ＢａＴｉ１−ｘＳｒｘ○３系であり、チタン酸バリウム
系半導体磁器の温度特性において、キュリー点以上の温
度での抵抗値が直線的に増加する部分を利用して電流制
御を行っている。このため、温度補償用素子として要求
される特性として、常温（２５℃）抵抗値Ｒ２５と８０
℃での抵抗値Ｒａｏの比、即ちＲ８０／Ｒ２５の規格値
がある。そして、一般に焼成においては、最高温度から
冷却する速度が速いほど、Ｒ８０／Ｒ２５の値は小さく
なることが知られている。このようなチタン酸バリウム
系半導体磁器を焼成する場合、一般にアルミナ質（Ａ！
！ ２（ｈ）の焼成さやに酸化ジルコニウム（Ｚｒ０２
）の粉末を敷きつめ、その上に成形体を並べ、温度設定
のできる単炉あるいはトンネル炉で焼成を行っている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記の従来の構成では、焼成時の最高温
度からの冷却速度が速くなるほど、焼成炉内の温度が設
定値になっているにもかかわらず、アルミナ質の焼成さ
やの熱容量が大きいため、炉内の温度にさやがついてい
けず、さやに接している焼結体はその影響を受け、特性
のバラツキを生ずる問題点を有していた。
度からの冷却速度が速くなるほど、焼成炉内の温度が設
定値になっているにもかかわらず、アルミナ質の焼成さ
やの熱容量が大きいため、炉内の温度にさやがついてい
けず、さやに接している焼結体はその影響を受け、特性
のバラツキを生ずる問題点を有していた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、焼成時に
おいて、最高温度からの冷却速度を速くして行った場合
でも、冷却過程による焼結体の特性のバラツキを抑えた
焼結体を得ることができるチタン酸バリウム系半導体磁
器の焼成方法を提供することを目的とするものである。
おいて、最高温度からの冷却速度を速くして行った場合
でも、冷却過程による焼結体の特性のバラツキを抑えた
焼結体を得ることができるチタン酸バリウム系半導体磁
器の焼成方法を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
この課題を達成するために本発明のチタン酸バリウム系
半導体磁器の焼成方法は、チタン酸バリウム系の成形体
を収納する焼成さやが、ＳｉＣ層とＡｔ２２０３層から
なる構成を有するものを用いて焼成することを特徴とす
るものである。ここで、成形体を収納する側はＡ２２０
３層であり、ＳｉＣ層上に成形体を収納した場合、チタ
ン酸バリｆクム系成形体はＳｉＣと反応性が強く、使用
することはできない。
半導体磁器の焼成方法は、チタン酸バリウム系の成形体
を収納する焼成さやが、ＳｉＣ層とＡｔ２２０３層から
なる構成を有するものを用いて焼成することを特徴とす
るものである。ここで、成形体を収納する側はＡ２２０
３層であり、ＳｉＣ層上に成形体を収納した場合、チタ
ン酸バリｆクム系成形体はＳｉＣと反応性が強く、使用
することはできない。
作用
この構成によって、ＡＱ ２０３ （分子熱ｃｐ−１２
４，７Ｊ −ｍａ ｌ−’ｄ ｅ ｇ−’）とそれより
小さい比熱を有するＳ ｉ Ｃ（Ｃｐ＝４８．６Ｊ −
ｍａ １−’ｄｅｇ＝）の層をもつ構造にすることで、
焼成さやの熱放散がＡｌ２Ｏ３だけのものよりもよくな
り、焼成さやがもつ熱容量を小さくすることができるの
で、焼成炉内の設定温度に焼成さやもついていきやすく
なるため、冷却過程による焼結体の特性のバラツキを抑
えたチタン酸バリウム系半導体磁器を得ることができる
。
４，７Ｊ −ｍａ ｌ−’ｄ ｅ ｇ−’）とそれより
小さい比熱を有するＳ ｉ Ｃ（Ｃｐ＝４８．６Ｊ −
ｍａ １−’ｄｅｇ＝）の層をもつ構造にすることで、
焼成さやの熱放散がＡｌ２Ｏ３だけのものよりもよくな
り、焼成さやがもつ熱容量を小さくすることができるの
で、焼成炉内の設定温度に焼成さやもついていきやすく
なるため、冷却過程による焼結体の特性のバラツキを抑
えたチタン酸バリウム系半導体磁器を得ることができる
。
また、本発明において、ＳｉＣ層をＡｔ！ ２０３層と
組合せた焼成さやを用いるのは、ＳｉＣは熱伝導率が大
きく、かつ耐火性にすぐれており、さらにＡｅ ２０３
と熱膨張係数がほぼ等しいことによっている。特に、Ａ
ｅ ２０３と熱膨張係数が異なる材質のものを用いて焼
成さやを構成すると、焼成により焼成さやが反ってしま
い好ましくない。
組合せた焼成さやを用いるのは、ＳｉＣは熱伝導率が大
きく、かつ耐火性にすぐれており、さらにＡｅ ２０３
と熱膨張係数がほぼ等しいことによっている。特に、Ａ
ｅ ２０３と熱膨張係数が異なる材質のものを用いて焼
成さやを構成すると、焼成により焼成さやが反ってしま
い好ましくない。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第１図は本実施例で使用した焼成さやの断面を示すもの
である。第１図（ａ）はＡ０２０３層１とＳｉＣ層２か
らなるサンドイッチ状の焼成さやである。
である。第１図（ａ）はＡ０２０３層１とＳｉＣ層２か
らなるサンドイッチ状の焼成さやである。
また、第１図（ｂ）は同図（ａ）と同様にＡｅ ２０３
層１とＳｉＣ層２からなる焼成さやであるが、２層で構
成された焼成さやを示している。
層１とＳｉＣ層２からなる焼成さやであるが、２層で構
成された焼成さやを示している。
次にＡｅ ２０３層からなる焼成さやと、上記２種類の
焼成さやに熱電対をそれぞれその焼成さやの上面につけ
、温度測定を行った。このとき焼成炉内の温度設定は、
１４００℃から１時間に４００℃の冷却速度で行った。
焼成さやに熱電対をそれぞれその焼成さやの上面につけ
、温度測定を行った。このとき焼成炉内の温度設定は、
１４００℃から１時間に４００℃の冷却速度で行った。
その結果を第２図に示す。第２図の実ＩＡはこのときの
炉内の温度であり、実ＭＢは第１図（ａ）及び（ｂ）の
焼成さやを測定した結果であり、実線Ｃは従来のＡｅ
２０３層からなる焼成さやを測定したときの結果である
。この結果から分かるように、Ａｅ２ＣｈＭだけの焼成
さやより、ｉ ２０３層とＳｉＣ層とからなる焼成さや
を使用することにより、焼成時における冷却過程におい
て焼成さやの温度が炉内の設定値とほぼ同しような温度
になっていることが示されている。
炉内の温度であり、実ＭＢは第１図（ａ）及び（ｂ）の
焼成さやを測定した結果であり、実線Ｃは従来のＡｅ
２０３層からなる焼成さやを測定したときの結果である
。この結果から分かるように、Ａｅ２ＣｈＭだけの焼成
さやより、ｉ ２０３層とＳｉＣ層とからなる焼成さや
を使用することにより、焼成時における冷却過程におい
て焼成さやの温度が炉内の設定値とほぼ同しような温度
になっていることが示されている。
次に、第１図（ａ） 、 （ｂ）に示される焼成さやに
成形体を収納し焼成を行った具体例について説明する。
成形体を収納し焼成を行った具体例について説明する。
ここで、成形体は次のようにして用意した。まず、組成
がＢ ａ Ｔ ｉ ｏ、ｅ＋ Ｓ ｎｏ、＋ｓ○３＋０
．０１４Ｎｂ２０ｓ＋０．０２４Ｓ ｉｏ２ ＋０．０
ＩＡｆ！ ２０３になるように市販の高純度原料を秤量
し、ゴム内張りしたポットミルにメノウ玉石と共に入れ
、混合・粉砕し乾燥した。この乾燥した原料にバインダ
ーとしてポリビニルアルコール（Ｐ、Ｖ、Ａ）を１０重
量％加えて造粒したのち、油圧プレスを用い、圧力８０
０ ｋｇ ／ ｃＪで直径１０ｍｍ、厚さ１．２師の円
板状に成形し、成形体を得た。
がＢ ａ Ｔ ｉ ｏ、ｅ＋ Ｓ ｎｏ、＋ｓ○３＋０
．０１４Ｎｂ２０ｓ＋０．０２４Ｓ ｉｏ２ ＋０．０
ＩＡｆ！ ２０３になるように市販の高純度原料を秤量
し、ゴム内張りしたポットミルにメノウ玉石と共に入れ
、混合・粉砕し乾燥した。この乾燥した原料にバインダ
ーとしてポリビニルアルコール（Ｐ、Ｖ、Ａ）を１０重
量％加えて造粒したのち、油圧プレスを用い、圧力８０
０ ｋｇ ／ ｃＪで直径１０ｍｍ、厚さ１．２師の円
板状に成形し、成形体を得た。
次に、第３図に示すように上記の成形体６を焼成さや全
体に収納した。このとき、焼成さや内には酸化ジルコニ
ウム（ＺｒＯ２）からなる粉末７を敷きつめておいた。
体に収納した。このとき、焼成さや内には酸化ジルコニ
ウム（ＺｒＯ２）からなる粉末７を敷きつめておいた。
また、第３図に示すようにＡｅ ２０３層１の間にＳｉ
Ｃ層２を設けたサンドイッチ状の焼成さやで実施した。
Ｃ層２を設けたサンドイッチ状の焼成さやで実施した。
ここで、本実施例に使用した焼成さやの大きさは縦及び
横の長さが２８０ ｒｒｍ 、厚さが１０ｍｍ（Ａｌ２
Ｏ３層；３ｍｍＸ２．ＳｉＣ層；４ｍ）である。そして
、成形体を収納した焼成さやを温度設定ができる焼成炉
内に入れ、昇温速度毎時２００℃で１３８０℃まで昇温
し、１３８０℃で１時間焼成したのち、冷却速度を変え
て降温し、チタン酸バリウム系磁器試料を得た。
横の長さが２８０ ｒｒｍ 、厚さが１０ｍｍ（Ａｌ２
Ｏ３層；３ｍｍＸ２．ＳｉＣ層；４ｍ）である。そして
、成形体を収納した焼成さやを温度設定ができる焼成炉
内に入れ、昇温速度毎時２００℃で１３８０℃まで昇温
し、１３８０℃で１時間焼成したのち、冷却速度を変え
て降温し、チタン酸バリウム系磁器試料を得た。
次に、このようにして得られた試料の特性を従来のＡｅ
２０３層だけからなる焼成さやを用いた場合と併せて
調べた。即ち、得られた試料を各さや内の焼結体５０ケ
をランダムサンプリングし、試料の両面にアルミニウム
溶射による電極をつけ、常温抵抗値（Ｒ２５）の平均と
標準偏差（Ｓｎ−＋）を計算した。また、常温抵抗値と
８０℃での抵抗値（Ｒａｏ ）との比（Ｒ８０／Ｒ２５
）を測定し、平均値を計算した。その結果を下記の第１
表及び第２表に示す。第１表はＳｉＣ層とＡｌ２Ｏ３層
からなる本発明の焼成さやを使用したときの結果であり
、第２表は従来のＡｔ！ ２０３の焼成さやを使用した
ときの結果である。
２０３層だけからなる焼成さやを用いた場合と併せて
調べた。即ち、得られた試料を各さや内の焼結体５０ケ
をランダムサンプリングし、試料の両面にアルミニウム
溶射による電極をつけ、常温抵抗値（Ｒ２５）の平均と
標準偏差（Ｓｎ−＋）を計算した。また、常温抵抗値と
８０℃での抵抗値（Ｒａｏ ）との比（Ｒ８０／Ｒ２５
）を測定し、平均値を計算した。その結果を下記の第１
表及び第２表に示す。第１表はＳｉＣ層とＡｌ２Ｏ３層
からなる本発明の焼成さやを使用したときの結果であり
、第２表は従来のＡｔ！ ２０３の焼成さやを使用した
ときの結果である。
く第
表〉
く第
表〉
以上の結果は、本発明の焼成さやを用いた場合ＳｉＣを
有することで焼成さやの熱放散がＡｔ！２０３だけのも
のよりもよくなり、焼成さやがもつ熱容量を小さくする
ことができるので、焼成炉内の冷却過程における設定温
度についていくことができ、焼結体の特性のバラツキを
抑えたチタン酸バリウム系半導体磁器を得ることができ
ることを示している。
有することで焼成さやの熱放散がＡｔ！２０３だけのも
のよりもよくなり、焼成さやがもつ熱容量を小さくする
ことができるので、焼成炉内の冷却過程における設定温
度についていくことができ、焼結体の特性のバラツキを
抑えたチタン酸バリウム系半導体磁器を得ることができ
ることを示している。
発明の効果
以上のように本発明は、ＳｉＣ層とＡｅ ２０３層から
構成された焼成さやを用いることにより、焼成における
冷却過程による焼結体の特性のバラツキを抑えたチタン
酸バリウム系半導体磁器を得ることができるものである
。
構成された焼成さやを用いることにより、焼成における
冷却過程による焼結体の特性のバラツキを抑えたチタン
酸バリウム系半導体磁器を得ることができるものである
。
第１図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の実施例に
係る焼成さやの断面図、第２図は本発明の実施例及び従
来例における焼成さやの温度変化を示したグラフ、第３
図は本発明の実施例におけるチタン酸バｊウム系半導体
磁器焼成−工程を示す断面図である。 １・・・・・・Ａｌ１２０３層、２・・・・・・ＳｉＣ
層。
係る焼成さやの断面図、第２図は本発明の実施例及び従
来例における焼成さやの温度変化を示したグラフ、第３
図は本発明の実施例におけるチタン酸バｊウム系半導体
磁器焼成−工程を示す断面図である。 １・・・・・・Ａｌ１２０３層、２・・・・・・ＳｉＣ
層。
Claims (1)
- チタン酸バリウム系の成形体を、ＳｉＣ層とＡｌ＿２
Ｏ＿３層からなる焼成さや内の上記Ａｌ＿２Ｏ＿３層側
に上記成形体を位置するようにして収納し、上記焼成さ
やを焼成炉に入れ、上記チタン酸バリウム系成形体を焼
成することを特徴とするチタン酸バリウム系半導体磁器
の焼成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1318024A JP2808758B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | チタン酸バリウム系半導体磁器の焼成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1318024A JP2808758B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | チタン酸バリウム系半導体磁器の焼成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03177357A true JPH03177357A (ja) | 1991-08-01 |
| JP2808758B2 JP2808758B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=18094646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1318024A Expired - Fee Related JP2808758B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | チタン酸バリウム系半導体磁器の焼成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808758B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5308807A (en) * | 1992-07-15 | 1994-05-03 | Nalco Chemical Company | Production of lead zirconate titanates using zirconia sol as a reactant |
-
1989
- 1989-12-07 JP JP1318024A patent/JP2808758B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5308807A (en) * | 1992-07-15 | 1994-05-03 | Nalco Chemical Company | Production of lead zirconate titanates using zirconia sol as a reactant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2808758B2 (ja) | 1998-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070731 Year of fee payment: 9 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080731 Year of fee payment: 10 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090731 Year of fee payment: 11 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |